管道非开挖修复技术-紫外光固化法
一、技术概述
1.1 紫外光固化法原理与发展历程
紫外光固化法（UV Cured-in-place Pipe，简称 UV-CIPP）是一种先进的非开挖管道修复技术，属于原位固化法（CIPP）的一种重要分支。该技术通过将浸渍光敏树脂的玻璃纤维或聚酯纤维软管拉入待修复的旧管道内，然后利用紫外线照射使树脂快速固化，形成高强度内衬管，从而达到修复目的(6)。
紫外光固化法最早于 20 世纪 80 年代在英美法德日等发达国家开始应用，近年来在我国得到快速推广(2)。与传统的翻转式热水固化 CIPP 技术相比，紫外光固化法具有显著优势：它省去了传统翻转式热水固化施工工艺，采用拉入法施工，大大简化了操作流程(6)。2025 年最新的紫外光固化技术已实现了德国技术的国内转化，形成了具有自主知识产权的系统设备(7)。
1.2 技术特点与优势
紫外光固化法在地下排水管道修复领域具有多项技术优势：
施工效率优势：
- 快速固化：紫外线照射下，树脂能在短时间内固化成型，显著缩短施工周期(1)
- 单次修复距离长：现代 UV-CIPP 系统单次修复距离可达 200 米，提高了施工效率(7)
- 施工便捷：无需大量热水设备，减少了现场设备布置和能源消耗
工程质量优势：
- 高强度内衬：固化后形成的内衬管具有优异的力学性能，抗弯强度≥45MPa，短期弯曲弹性模量≥6500MPa(2)
- 密封性好：内衬管与原有管道内壁紧密贴合，形成良好的密封效果，防止渗漏(6)
- 表面光洁：固化后的内衬管内表面光滑，可提高管道过流能力(2)
环境与社会效益：
技术适应性：
- 适用管径范围广：可用于修复管径 DN150-DN2000mm 的各类管道(7)
- 适应多种管道材质：可用于修复混凝土管、钢筋混凝土管、钢管、球墨铸铁管及各种塑料管(2)
- 适应不同管道形状：可用于圆形、蛋形、矩形等多种形状管道的修复(2)
1.3 适用范围与局限性
适用范围：
- 适用于修复存在破裂、错口、脱节、树根侵入、渗漏等结构性和非结构性缺陷的排水管道(2)
- 适用于管道内壁局部蜂窝、剥落、小型破裂，结构呈现微变形、渗漏、腐蚀、脱节、接口错位≤直径 15% 的病害修补(2)
- 适用于管径为 150～2000mm 的各类排水管道修复(7)
- 适用于雨水、市政生活污水以及 pH≥8 的碱性腐蚀性废水管道(4)
技术局限性：
- 不适用于严重变形管道：当管道变形超过管径 15% 时，可能需要采取其他修复方法(2)
- 对管道预处理要求高：管道内表面必须洁净，无尖锐毛刺或突起，否则可能损伤内衬软管(5)
- 无法带水作业：管道修复前需进行封堵和排水处理，不能在有水条件下直接施工(2)
- 施工环境要求：施工温度应在 5℃-35℃之间，低温或高温环境需采取特殊措施(7)
二、材料组成与性能要求
2.1 主要材料组成与结构
紫外光固化法主要由软管和树脂两大材料组成，其结构设计直接影响修复效果和使用寿命。
软管结构组成：
- 内膜：通常采用聚乙烯或聚酰胺材料，固化后可去除，主要作用是防止树脂固化过程中与紫外灯接触(2)
- 增强层：由玻璃纤维或聚酯纤维毡组成，至少两层，提供内衬管的结构强度和柔韧性(2)
- 外膜：不透光的保护外膜，防止紫外线照射前树脂过早固化(2)
- 保护膜：外层保护膜，防止拉入过程中软管受到损伤(2)
软管结构示意图：
| 外膜（防紫外线、防拉入损伤） ├─ 玻璃纤维织物 └─ 内膜（固化后去除）
├─ 玻璃纤维织物 └─ 内膜（固化后去除） └─ 内膜（固化后去除） |
树脂体系组成：
- 主体树脂：可采用不饱和聚酯树脂 (UP)、环氧树脂 (EP) 或乙烯基酯树脂 (VE)(4)
- 光引发剂：在紫外线照射下产生自由基，引发树脂聚合反应
- 添加剂：包括增稠剂、触变剂、稳定剂等，改善树脂的施工性能和固化性能(10)
- 填料：可选无机填料或有机填料，提高树脂的力学性能和降低成本(4)
2.2 材料性能指标要求
紫外光固化修复材料需满足严格的性能指标要求，以确保修复后的管道安全可靠运行。
软管材料性能要求：
- 抗拉强度：应满足施工牵引力要求，玻璃纤维内衬管抗拉强度≥62MPa(2)
- 柔韧性：能适应管道弯曲、变径等部位的修复，弯曲半径不应小于管径的 3 倍(2)
- 尺寸稳定性：软管外径应为待修复管道内径的 93%-98%（玻璃纤维增强软管）或 85%-97%（聚酯纤维非织造布软管）(4)
树脂体系性能要求：
- 固化性能：应具有良好的光固化性能，在规定的紫外光照射下能快速固化(10)
- 力学性能：树脂浇铸体的弯曲强度≥120MPa，拉伸强度≥80MPa（乙烯基酯树脂和环氧树脂）(4)
- 耐化学腐蚀性：应具有耐城市污水、酸碱腐蚀的性能，满足表 1 要求(4)
表 1 树脂浇铸体耐腐蚀性要求
| 试验溶液 | 要求 | 试验方法 |
| 1.0% 硝酸 (质量分数) | 无腐蚀或耐腐蚀性 | GB/T 3857 |
| 5.0% 硫酸 (质量分数) | 耐化学介质性能试验方法 | GB/T 3857 |
| 100% 燃烧油 | 耐化学介质性能试验方法 | GB/T 3857 |
| 0.5% 氢氧化钠 (质量分数) | 耐化学介质性能试验方法 | GB/T 3857 |
| 100% 蔬菜油 | 耐化学介质性能试验方法 | GB/T 3857 |
| 0.1% 84 消毒液 | 耐化学介质性能试验方法 | GB/T 3857 |
内衬管力学性能指标： 内衬管初始力学性能指标应满足表 2 要求
内衬管初始力学性能指标应满足表 2 要求(2)
表 2 内衬管初始力学性能指标
| 性能 | 普通毡内衬管 | 玻璃纤维内衬管 |
| 抗弯强度 (MPa) | ≥31 | ≥45 |
| 短期弯曲弹性模量 (MPa) | ≥1724 | ≥6500 |
| 抗拉强度 (MPa) | ≥21 | ≥62 |
2.3 材料选择与储存要求
材料选择原则：
- 根据水质条件选择：雨水和市政生活污水可选用 UP、EP 和 VE 树脂；pH≥8 的碱性腐蚀性废水或温度高于 40℃的废水宜选用 VE 和 EP 树脂(4)
- 根据管道类型选择：不同类型的管道（如重力流管道、压力管道）可能需要不同性能的内衬材料
- 根据修复要求选择：结构性修复和半结构性修复需要不同厚度和强度的内衬材料
材料储存要求：
- 树脂储存：应储存在避光、阴凉、干燥处，储存温度不应高于 20℃，储存时间不宜超过 6 个月(2)
- 湿软管储存：浸渍过树脂的湿软管应存储在低于 20℃的环境中，运输过程应全程冷藏、密封，储藏时间不宜超过 7 天(4)
- 避免光照：所有光敏材料应避免阳光直射，防止提前固化(2)
- 防火防爆：树脂材料多为易燃品，储存场所应远离火源，配备消防器材
2.4 材料质量检验方法
紫外光固化修复材料需进行严格的质量检验，确保材料性能符合要求。
树脂质量检验：
- 外观检查：检查树脂颜色、透明度、有无杂质等
- 粘度测定：使用粘度计测定树脂的粘度，确保符合施工要求
- 固化性能测试：通过紫外光固化试验，评估树脂的固化速度和固化程度
- 力学性能测试：按照 GB/T 2567 制备树脂浇铸体试样，测试其弯曲强度、拉伸强度等力学性能(4)
软管质量检验：
- 尺寸检验：测量软管的直径、壁厚和长度，确保符合设计要求
- 外观检查：检查软管表面是否平整、有无破损、褶皱或气泡
- 物理性能测试：测试软管的抗拉强度、延伸率等物理性能
- 兼容性测试：测试软管与树脂的兼容性，确保两者能良好结合
内衬管质量检验：
- 厚度测量：使用测厚仪测量内衬管的壁厚，确保符合设计要求
- 外观检查：检查内衬管表面是否光洁，有无孔洞、裂纹或干斑
- 力学性能测试：从内衬管上取样，测试其弯曲强度、弯曲弹性模量等力学性能(3)
- 密封性测试：通过闭水试验或闭气试验，检验内衬管的密封性(5)
三、设计原理与计算方法
3.1 修复类型与设计原则
紫外光固化修复设计需根据管道的损坏程度和使用要求，选择合适的修复类型。
修复类型分类：
- 结构性修复：当原有管道结构已不能满足承载要求时，内衬管需独立承受外部荷载，提供完全的结构支撑(2)
- 半结构性修复：当原有管道结构基本完好，但存在局部缺陷时，内衬管主要用于密封和防腐，同时提供一定的结构补强作用(2)
- 非结构性修复：主要用于修复管道的功能性缺陷，如渗漏、腐蚀等，不提供结构支撑作用
设计基本原则：
- 安全性原则：修复后的管道应能满足设计使用年限内的安全要求
- 适用性原则：修复设计应考虑管道的使用功能、环境条件和维护要求
- 经济性原则：在满足安全和适用要求的前提下，选择经济合理的修复方案
- 可施工性原则：设计方案应考虑现场施工条件和技术可行性
3.2 内衬管厚度计算方法
内衬管厚度是紫外光固化修复设计的关键参数，需根据修复类型和荷载条件进行计算。
半结构性修复厚度计算： 半结构性修复内衬管厚度计算公式：
半结构性修复内衬管厚度计算公式：
| t = (K × P × D) / (2 × [σ]) |
其中：
- t：内衬管厚度 (mm)
- K：安全系数，一般取 5-2.0
- P：设计内水压力 (MPa)
- D：原有管道内径 (mm)
- [σ]：内衬管材料的许用弯曲应力 (MPa)
结构性修复厚度计算： 结构性修复内衬管厚度需考虑外部荷载，可采用以下公式计算：
结构性修复内衬管厚度需考虑外部荷载，可采用以下公式计算：
| t = (K × (W + Pw) × D²) / (8 × E × [ε]) |
其中：
- W：单位长度管道上的外部荷载 (N/m)
- Pw：地下水压力 (MPa)
- E：内衬管材料的弹性模量 (MPa)
- [ε]：内衬管材料的许用应变
经验厚度参考： 根据工程经验，不同管径和修复类型的内衬管厚度可参考表 3
根据工程经验，不同管径和修复类型的内衬管厚度可参考表 3(2)
表 3 内衬软管壁厚参考值 (mm)
| 覆土深度 (m) | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 地下水位 (m) | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
| 旧管内径 300mm | 2.2 (半)/3.7 (全) | 2.5 (半)/4.3 (全) | 2.7 (半)/4.8 (全) | 2.9 (半)/5.2 (全) | 3.1 (半)/5.6 (全) |
| 旧管内径 400mm | 3.0 (半)/4.9 (全) | 3.3 (半)/5.7 (全) | 3.6 (半)/6.4 (全) | 3.9 (半)/7.0 (全) | 4.1 (半)/7.5 (全) |
| 旧管内径 500mm | 3.8 (半)/6.2 (全) | 4.2 (半)/7.2 (全) | 4.6 (半)/8.0 (全) | 4.9 (半)/8.7 (全) | 5.2 (半)/9.3 (全) |
| 旧管内径 600mm | 4.6 (半)/7.4 (全) | 5.1 (半)/8.6 (全) | 5.5 (半)/9.6 (全) | 5.9 (半)/10.5 (全) | 6.2 (半)/11.2 (全) |
注：表中 "半" 代表半结构性修复，"全" 代表结构性修复
3.3 管道结构承载力验算
紫外光固化修复设计需对修复后的管道结构承载力进行验算，确保其满足安全要求。
外压稳定性验算： 内衬管在外压作用下的稳定性是设计的关键，可采用以下公式验算：
内衬管在外压作用下的稳定性是设计的关键，可采用以下公式验算：
| Pcr = (2.42 × E × t³) / (D² × (1 - μ²)) |
其中：
- Pcr：临界外压力 (MPa)
- E：内衬管材料的弹性模量 (MPa)
- t：内衬管厚度 (mm)
- D：内衬管直径 (mm)
- μ：内衬管材料的泊松比
弯曲应力验算： 内衬管在弯曲荷载下的弯曲应力可按下式计算：
内衬管在弯曲荷载下的弯曲应力可按下式计算：
| σ = (M × y) / I |
其中：
- σ：弯曲应力 (MPa)
- M：弯矩 (N・mm)
- y：计算点到中性轴的距离 (mm)
- I：截面惯性矩 (mm⁴)
剪切应力验算： 内衬管在剪切荷载下的剪切应力可按下式计算：
内衬管在剪切荷载下的剪切应力可按下式计算：
| τ = (V × S) / (I × b) |
其中：
- τ：剪切应力 (MPa)
- V：剪力 (N)
- S：计算点以上截面面积对中性轴的静矩 (mm³)
- I：截面惯性矩 (mm⁴)
- b：截面宽度 (mm)
3.4 过流能力计算与设计
紫外光固化修复设计需考虑修复后管道的过流能力，确保其满足排水要求。
过流能力计算： 修复后管道的过流能力可采用曼宁公式计算：
修复后管道的过流能力可采用曼宁公式计算：
| Q = (1/n) × A × R^(2/3) × i^(1/2) |
其中：
- Q：流量 (m³/s)
- n：粗糙系数，内衬管可取 010-0.013
- A：过水断面面积 (m²)
- R：水力半径 (m)
- i：水力坡度
过流能力要求：
过流能力优化设计：
- 管径选择：在满足过流能力要求的前提下，选择合适的内衬管管径
- 表面处理：可对内衬管内表面进行特殊处理，进一步降低粗糙系数
- 管道线形优化：修复设计应考虑管道的整体线形，减少不必要的弯曲和变径
- 支管连接设计：支管连接处应设计合理，避免形成水流障碍
3.5 特殊条件下的设计考虑
紫外光固化修复设计需考虑特殊条件下的设计要求，确保修复效果。
曲线管道修复设计：
- 当管道存在弯曲时，内衬管需具有足够的柔韧性，能适应管道的弯曲半径
- 弯曲半径不应小于管径的 3 倍，否则需采取特殊的施工工艺或材料
- 曲线管道修复时，内衬管厚度宜适当增加，以补偿弯曲引起的应力集中
支管连接设计：
- 支管连接处应设计合理的过渡结构，避免形成水流障碍
- 可采用专用的支管连接配件，确保连接牢固且密封良好
- 支管连接处的内衬管应进行加强处理，提高其抗裂性能
检查井连接设计：
- 内衬管与检查井的连接处应进行密封处理，防止渗漏
- 内衬管应伸入检查井内壁 20-50mm，形成良好的密封面(5)
- 可在检查井内壁涂抹密封材料，增强密封效果
地下水位影响：
- 地下水位较高时，需考虑地下水压力对修复施工和内衬管性能的影响
- 可采用高压注浆等方法降低地下水位，或选择抗水压性能更好的材料
- 设计中应考虑地下水对修复后管道的长期影响，如腐蚀、冻胀等
地震区设计：
- 地震设防烈度较高地区的修复设计，应考虑地震荷载的影响
- 内衬管应具有足够的柔韧性和延性，能适应地震引起的管道变形
- 可采用加强型内衬材料或特殊的连接方式，提高抗震性能
四、施工工艺与操作流程
4.1 施工前准备工作
紫外光固化修复施工前需进行充分的准备工作，确保施工顺利进行。
技术准备：
- 熟悉设计文件：施工人员应熟悉修复设计文件和施工图纸，明确修复要求和技术标准
- 编制施工方案：根据设计要求和现场条件，编制详细的施工方案和质量控制计划
- 技术交底：技术负责人应对施工人员进行技术交底，明确施工要点和质量标准
- 安全交底：对施工人员进行安全交底，明确安全注意事项和应急措施
现场准备：
- 施工区域围护：对施工区域进行围挡，设置警示标志，确保施工安全(2)
- 场地平整：平整施工场地，确保设备运输和操作空间
- 电源准备：提供稳定的电源，满足施工设备的用电需求
- 排水系统：设置临时排水系统，确保施工现场无积水
材料与设备准备：
- 材料验收：对进场的软管、树脂等材料进行验收，确保符合质量要求
- 材料储存：按要求储存材料，避免阳光直射和高温环境
- 设备检查：检查施工设备的性能和状态，确保其正常运行
- 设备调试：对紫外光固化设备进行调试，确保其工作参数符合要求
管道预处理：
- 管道检测：采用 CCTV 检测等方法，全面了解管道内部状况(1)
- 管道封堵：在修复段两端设置封堵气囊，防止水流进入施工区域(2)
- 管道清洗：采用高压水射流等方法清洗管道内壁，去除污垢和杂物(2)
- 缺陷预处理：对管道内的尖锐物、凸起等进行处理，避免损伤内衬软管(2)
4.2 软管浸渍与拉入工艺
软管浸渍与拉入是紫外光固化修复的关键环节，直接影响修复质量。
软管浸渍工艺：
- 树脂混合：按照规定比例混合树脂和添加剂，搅拌均匀
- 浸渍方法：可采用真空浸渍法或常压浸渍法，确保树脂充分浸透软管
- 树脂用量控制：树脂实际用量应比理论用量多 5%-15%，确保浸渍充分(3)
- 浸渍质量检查：检查浸渍后的软管是否均匀，有无干斑或气泡
软管拉入工艺：
- 垫膜铺设：在原有管道底部铺设垫膜，覆盖大于 1/3 的管道周长，并在两端固定(3)
- 软管拉入：沿垫膜将浸渍树脂的软管平稳、缓慢地拉入原有管道，拉入速度不得大于 5m/min(3)
- 拉入长度控制：软管两端应伸出原有管道一定长度，满足表 4 要求(3)
- 拉入检查：拉入过程中应检查软管是否有损伤或褶皱，如有应及时处理
表 4 树脂软管两端端口伸出原有管道的长度
| 树脂软管管径 D (mm) | 端口伸出长度 (mm) |
| D ≤500 | ≥500 |
| 500 < D ≤800 | ≥800 |
| D > 800 | ≥1000 |
拉入注意事项：
- 拉入过程中应保持软管的平直，避免扭曲或打折
- 应控制拉入速度均匀，避免速度过快导致软管受损
- 拉入过程中应监测牵引力变化，如发现异常应立即停止检查
- 拉入完成后，应对软管进行检查，确保其位置正确且无损伤
4.3 软管充气与紫外光固化工艺
软管充气与紫外光固化是形成内衬管的关键步骤，需严格控制工艺参数。
软管充气工艺：
- 端口固定：将软管端口与充气装置连接牢固，确保密封良好(3)
- 缓慢充气：缓慢充气，使软管均匀膨胀并紧贴原有管道内壁(3)
- 压力控制：充气压力应符合产品要求，确保软管充分膨胀但不损伤(3)
- 压力保持：在整个固化过程中保持恒定压力，使软管与原有管道紧密接触(3)
紫外光固化工艺：
- 紫外灯安装：安装紫外灯架，注意避免损伤软管内膜(3)
- 固化参数设置：根据软管材料和管径，设置合适的固化温度、速度和时间(7)
- 固化过程控制：在固化过程中，应持续监测温度、压力和固化速度(3)
- 固化完成：当紫外灯到达软管末端时，关闭紫外灯，固化过程结束
固化参数参考： 不同管径和壁厚的紫外光固化参数可参考表 5
不同管径和壁厚的紫外光固化参数可参考表 5(2)
表 5 采用 8×400 瓦灯组固化速度参考
| 管径 / 壁厚 (mm) | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 9 | 开灯间隙 (秒) |
| 150 | 105-120 | - | - | - | - | - | 20 |
| 200 | 95-110 | - | - | - | - | - | 20 |
| 250 | 85-100 | - | - | - | - | - | 20 |
| 300 | 75-100 | 55-70 | - | - | - | - | 30 |
| 350 | - | 45-80 | - | - | - | - | 35 |
| 400 | - | 65-80 | 45-60 | - | - | - | 35 |
| 500 | - | - | 45-60 | 35-50 | 25-40 | - | 40 |
| 600 | - | - | 25-35 | 20-30 | - | - | 40 |
固化后处理：
- 缓慢降压：固化完成后，应缓慢降低管内压力至大气压，降压速度不大于01MPa/min(3)
- 端口处理：切除多余的软管，对内衬管端口进行密封处理(3)
- 内膜去除：去除软管的内膜，露出光滑的内衬管内表面
- 现场清理：清理施工现场，恢复原状
4.4 特殊情况下的施工技术
紫外光固化修复在特殊情况下需采用特殊的施工技术，确保修复质量。
大管径管道修复：
- 空气锁设置：大于 DN800 的管道应设置空气锁，防止空气泄漏(3)
- 多层固化：对于较厚的内衬管，可采用多层固化工艺，确保固化效果
- 内部支撑：可在管内设置临时支撑，防止软管在固化过程中变形
小管径管道修复：
- 小尺寸设备：采用适合小管径的小型紫外灯架和充气设备
- 分段固化：对于较长的修复段，可采用分段固化的方法
- 牵引方式优化：优化软管的牵引方式，减少拉入阻力
弯曲管道修复：
- 软管柔韧性选择：选择柔韧性好的软管材料，适应管道弯曲
- 拉入速度控制：在弯曲段降低拉入速度，避免软管受损
- 紫外灯架设计：采用适合弯曲管道的紫外灯架，确保均匀固化
雨季施工：
- 防雨措施：设置防雨设施，防止雨水进入施工区域
- 排水系统：加强临时排水系统，确保施工现场无积水
- 材料保护：加强对材料的保护，避免雨水接触
- 施工计划调整：合理调整施工计划，避开暴雨天气
冬季施工：
- 材料预热：对树脂等材料进行预热，确保其流动性和固化性能
- 环境保温：对施工区域采取保温措施，维持适宜的施工温度
- 设备防冻：对设备采取防冻措施，防止管道和设备冻裂
- 固化参数调整：适当调整固化参数，确保树脂充分固化
4.5 质量控制与检验标准
紫外光固化修复施工过程中需进行严格的质量控制，确保修复质量符合要求。
施工过程质量控制：
- 材料质量控制：对进场材料进行严格检验，确保符合质量要求
- 施工参数控制：严格控制拉入速度、充气压力、固化温度等参数
- 施工记录：详细记录施工过程中的各项参数和情况
- 过程检查：对关键工序进行检查，及时发现和处理问题
质量检验标准：
- 内衬管厚度：采用测厚仪测量，厚度不应小于设计值(3)
- 内衬管外观：内衬管表面应光洁，无局部孔洞、贯穿性裂纹和软弱带(3)
- 内衬管与原管道贴合度：内衬管应与原管道紧密贴合，无明显空隙
- 密封性检验：通过闭水试验或闭气试验，检验内衬管的密封性(5)
- 力学性能检验：从内衬管上取样，测试其力学性能应符合表 2 要求(3)
质量缺陷处理：
- 针孔与缺口：小的针孔可采用局部修补；大面积渗漏需重新修复(2)
- 起皱：轻微褶皱可不处理；严重褶皱需重新修复(2)
- 起泡：小气泡可不处理；大气泡需切开排气后修补(2)
- 干斑：小面积干斑可局部修补；大面积干斑需重新修复(2)
- 内衬管开裂：轻微裂缝可局部修补；严重裂缝需重新修复(2)
验收标准： 紫外光固化修复工程验收应符合表 6 要求
紫外光固化修复工程验收应符合表 6 要求(5)
表 6 紫外光固化修复工程验收标准
| 项目 | 要求 | 检验方法 |
| 内衬管厚度 | 不小于设计值 | 测厚仪测量 |
| 内衬管外观 | 表面光洁，无孔洞、裂纹、干斑 | 目视检查，CCTV 辅助 |
| 内衬管与原管道贴合度 | 紧密贴合，无明显空隙 | CCTV 检查，局部钻孔检查 |
| 密封性 | 无渗漏 | 闭水试验或闭气试验 |
| 过流能力 | 不小于原管道的 80% | 流量测试 |
| 弯曲强度 | ≥45MPa | 取样测试 |
| 弯曲弹性模量 | ≥6500MPa | 取样测试 |
五、工程案例分析
5.1 大型排水管道修复案例
重庆渝北城区环境综合治理 PPP 项目
项目概况：
- 项目地点：重庆市渝北城区
- 修复管道类型：排水管道
- 修复长度：累计修复长度超过 10 公里
- 修复管径：DN300-DN1200mm
- 施工时间：2023-2024 年
工程特点：
- 复杂地质条件：项目区域地质条件复杂，包括软土、砂土和岩石等多种地质类型
- 高地下水位：地下水位较高，给修复施工带来挑战
- 交通繁忙：修复区域多位于城市主干道下方，对施工期间的交通影响控制要求高
修复方案：
- 修复类型选择：根据管道损坏程度，分别采用结构性修复和半结构性修复
- 材料选择：针对不同水质条件，选择乙烯基酯树脂 (VE) 和环氧树脂 (EP)
- 厚度设计：根据计算确定内衬管厚度，DN300 管道半结构性修复厚度为 3mm，结构性修复厚度为 5mm
施工过程：
- 管道预处理：采用高压水射流清洗管道，对局部缺陷进行预处理
- 软管拉入：采用机械牵引方式将浸渍树脂的软管拉入管道，拉入速度控制在 3m/min 以内
- 充气固化：充气压力控制在15-0.2MPa，采用紫外光固化，固化速度根据管径和壁厚确定
- 质量检验：对修复后的管道进行厚度测量、外观检查和密封性测试
修复效果：
- 密封性：闭水试验表明，修复后的管道无渗漏现象
- 力学性能：取样测试显示，内衬管的弯曲强度达到 52MPa，弯曲弹性模量达到 7200MPa
- 过流能力：修复后的管道过流能力达到原管道的 90% 以上
- 经济效益：相比传统开挖修复方法，节约成本约 40%
5.2 中小管径管道修复案例
成都绕城排水管道修复项目
项目概况：
- 项目地点：成都市绕城内
- 修复管道类型：排水管道
- 修复长度：单段修复长度最长为 150 米
- 修复管径：DN300-DN600mm
- 施工时间：2022 年
工程特点：
- 管道状况复杂：管道存在破裂、错口、脱节、树根侵入等多种缺陷
- 交通压力大：修复区域位于城市主干道下方，施工期间不能中断交通
- 环境敏感：周边环境敏感，对噪音、粉尘等污染控制要求高
修复方案：
- 软管选择：采用玻璃纤维增强软管，确保足够的强度和柔韧性
- 树脂选择：选择紫外光固化专用树脂，固化后内衬管的弯曲强度≥45MPa
- 厚度设计：根据计算确定内衬管厚度，DN300 管道半结构性修复厚度为 3mm
施工过程：
- 管道检测：采用 CCTV 检测系统对管道进行全面检测，确定缺陷位置和程度
- 管道预处理：对管道进行封堵、清洗和局部缺陷处理
- 软管拉入：沿垫膜将浸渍树脂的软管拉入管道，拉入速度控制在 5m/min 以内
- 充气固化：充气压力控制在1-0.15MPa，采用紫外光固化，固化速度根据管径确定
- 质量检验：对修复后的管道进行 CCTV 复查和闭水试验
关键技术参数：
- 软管材料：玻璃纤维增强软管，直径与待修复管道内径一致
- 树脂体系：紫外光固化专用树脂，完全固化所需能量 E 为 1mJ/cm²
- 固化参数：采用波长 365nm、发射功率 650W 的紫外光灯，最小固化时间为 3min，紫外光灯架最大行走速度为 4m/min，最小开关间隔为 20s(11)
修复效果：
- 外观质量：内衬管表面光洁，无气泡、干斑或褶皱
- 密封性：闭水试验表明，内衬管封口处密封良好，无渗漏现象
- 力学性能：内衬管初始结构性能满足 GB/T 1449 和 GB/T 1040.4 要求(11)
- 经济效益：相比传统开挖修复方法，节约成本约 35%，缩短工期约 50%
5.3 特殊条件下的修复案例
上海浦东排水管道紫外光固化修复项目
项目概况：
- 项目地点：上海市浦东新区
- 修复管道类型：排水管道
- 修复特点：部分管道位于地下水位高、地质条件复杂区域
- 施工时间：2025 年
工程特点：
- 高地下水位：地下水位接近地表，增加了施工难度
- 软土地基：地质条件为软土，管道沉降变形风险大
- 环境要求高：位于城市中心区域，对施工噪音、粉尘等控制要求高
修复方案：
- 材料选择：采用高强度玻璃纤维软管和耐水树脂，确保在高水位条件下的修复效果
- 厚度设计：根据计算确定内衬管厚度，考虑地下水压力的影响
- 施工工艺：优化施工工艺，确保在高水位条件下的施工质量
施工过程：
- 降水措施：采用井点降水等方法降低地下水位，确保施工区域干燥
- 管道预处理：对管道进行清洗和局部缺陷处理，确保管道内表面洁净
- 软管拉入：沿垫膜将浸渍树脂的软管拉入管道，注意控制拉入速度和牵引力
- 充气固化：缓慢充气，确保软管均匀膨胀并紧贴管道内壁；采用紫外光固化，控制固化参数
- 质量检验：对修复后的管道进行 CCTV 复查和闭水试验
特殊技术措施：
- 高压注浆：修复前对管道周围土体进行高压注浆，提高地基稳定性
- 快速固化：选择快速固化树脂，缩短固化时间，提高施工效率
- 多层固化：对于较厚的内衬管，采用多层固化工艺，确保固化效果
修复效果：
- 密封性：闭水试验表明，修复后的管道无渗漏现象
- 结构性能：内衬管与原有管道紧密贴合，形成整体结构
- 长期性能：通过长期监测，内衬管在高水位条件下性能稳定
经验总结：
- 高水位条件下的紫外光固化修复需采取有效的降水措施
- 软土地基中的管道修复需考虑地基处理
- 特殊条件下的修复需选择合适的材料和工艺
5.4 案例对比与经验总结
通过对多个紫外光固化修复案例的对比分析，可总结出以下经验：
材料选择经验：
- 水质条件：根据水质条件选择合适的树脂类型，如酸性废水选择乙烯基酯树脂(4)
- 管道类型：不同类型的管道（如重力流、压力流）需选择不同性能的材料
- 修复要求：结构性修复需选择高强度材料，半结构性修复可选择中等强度材料
设计经验：
- 厚度设计：内衬管厚度应根据计算确定，考虑外部荷载和内水压力
- 过流能力：修复后管道的过流能力应满足设计要求，避免管径过度减小
- 特殊条件设计：对高水位、软土地基等特殊条件需进行针对性设计
施工经验：
- 管道预处理：充分的管道预处理是保证修复质量的关键
- 参数控制：严格控制拉入速度、充气压力、固化温度等参数
- 质量控制：加强施工过程中的质量控制，及时发现和处理问题
案例对比分析： 表 7 紫外光固化修复案例对比分析
表 7 紫外光固化修复案例对比分析
| 项目 | 重庆渝北项目 | 成都绕城项目 | 上海浦东项目 |
| 修复管径 (mm) | DN300-DN1200 | DN300-DN600 | DN300-DN800 |
| 单段最长修复长度 (m) | 200 | 150 | 180 |
| 材料选择 | 乙烯基酯树脂、环氧树脂 | 紫外光固化专用树脂 | 高强度玻璃纤维软管 + 耐水树脂 |
| 施工特点 | 地质条件复杂 | 交通压力大 | 高地下水位、软土地基 |
| 修复效果 | 密封性好，力学性能优异 | 外观质量好，密封性好 | 结构性能稳定，长期效果好 |
| 经济效益 | 节约成本约 40% | 节约成本约 35% | 满足特殊条件下的修复要求 |
最佳实践总结：
- 全面检测评估：修复前需对管道进行全面检测评估，为设计和施工提供依据
- 材料优选：根据工程条件选择合适的材料，确保修复效果
- 参数优化：根据材料特性和工程条件，优化施工参数
- 过程控制：加强施工过程控制，确保每道工序质量
- 严格验收：按照标准要求进行验收，确保修复质量
六、与其他非开挖修复技术对比分析
6.1 与传统 CIPP 翻转法对比
紫外光固化法 (UV-CIPP) 与传统 CIPP 翻转法均为原位固化修复技术，但在工艺、材料和性能等方面存在明显差异。
工艺对比：
- 施工方法：UV-CIPP 采用拉入法，CIPP 翻转法采用翻转法(6)
- 固化方式：UV-CIPP 采用紫外光固化，CIPP 翻转法采用热水或蒸汽固化
- 施工周期：UV-CIPP 单次修复时间短，CIPP 翻转法需较长的加热和冷却时间
- 设备要求：UV-CIPP 设备简单，CIPP 翻转法需大型热水设备
材料对比：
- 软管材料：UV-CIPP 多采用玻璃纤维软管，CIPP 翻转法多采用聚酯纤维毡软管
- 树脂类型：UV-CIPP 采用紫外光固化树脂，CIPP 翻转法采用热固化树脂
- 材料性能：UV-CIPP 内衬管弯曲强度≥45MPa，CIPP 翻转法内衬管弯曲强度≥31MPa(2)
性能对比：
- 力学性能：UV-CIPP 内衬管弯曲弹性模量≥6500MPa，高于 CIPP 翻转法的≥1724MPa(2)
- 密封性：两种方法均能提供良好的密封效果
- 耐腐蚀性：两种方法均能满足一般排水管道的耐腐蚀要求
- 使用寿命：两种方法均能达到 50 年以上的使用寿命(4)
经济性对比：
- 材料成本：UV-CIPP 材料成本略高，但差异不大
- 施工成本：UV-CIPP 设备简单，施工成本低于 CIPP 翻转法
- 综合成本：UV-CIPP 综合成本低于 CIPP 翻转法约 10-15%
优缺点对比： 表 8 UV-CIPP 与 CIPP 翻转法优缺点对比
表 8 UV-CIPP 与 CIPP 翻转法优缺点对比
| 项目 | UV-CIPP | CIPP 翻转法 |
| 优点 | 施工速度快，设备简单，能耗低内衬管强度高，表面光洁施工环境友好 | 技术成熟，应用广泛材料选择范围广对管道适应性强 |
| 缺点 | 对材料要求高不适用于大口径管道受阳光影响大 | 设备复杂，能耗高施工周期长需大量热水 |
适用范围对比：
- UV-CIPP 适用范围：DN150-DN2000mm 的各类管道，适用于结构性和半结构性修复
- CIPP 翻转法适用范围：DN150-DN2700mm 的各类管道，适用于结构性修复
6.2 与螺旋缠绕法对比
紫外光固化法与螺旋缠绕法均为非开挖修复技术，但在工艺原理、材料特性和适用范围等方面存在差异。
工艺对比：
- 施工方法：UV-CIPP 采用拉入法，螺旋缠绕法采用螺旋缠绕成型
- 施工周期：UV-CIPP 单次修复时间短，螺旋缠绕法需较长的缠绕时间
- 设备要求：UV-CIPP 设备简单，螺旋缠绕法需专用缠绕设备
- 施工条件：UV-CIPP 需干燥环境，螺旋缠绕法可带水作业
材料对比：
- 材料类型：UV-CIPP 采用树脂和玻璃纤维软管，螺旋缠绕法采用带状型材
- 材料性能：UV-CIPP 内衬管强度高，螺旋缠绕管环刚度高
- 接口方式：UV-CIPP 无接口，螺旋缠绕法有锁扣连接
性能对比：
- 力学性能：UV-CIPP 内衬管弯曲强度≥45MPa，螺旋缠绕管环刚度≥8kN/m²
- 密封性：UV-CIPP 密封性好，螺旋缠绕法接口处需密封处理
- 过流能力：UV-CIPP 内衬管表面光滑，过流能力强，螺旋缠绕管表面较粗糙
- 耐久性：UV-CIPP 内衬管耐腐蚀性好，螺旋缠绕管耐磨损性好
经济性对比：
- 材料成本：UV-CIPP 材料成本较高，螺旋缠绕法材料成本较低
- 施工成本：UV-CIPP 施工成本较低，螺旋缠绕法施工成本较高
- 综合成本：UV-CIPP 综合成本与螺旋缠绕法相近
优缺点对比： 表 9 UV-CIPP 与螺旋缠绕法优缺点对比
表 9 UV-CIPP 与螺旋缠绕法优缺点对比
| 项目 | UV-CIPP | 螺旋缠绕法 |
| 优点 | 施工速度快，设备简单内衬管整体性好，密封性强表面光洁，过流能力强 | 可带水作业，适应性强管径范围广，DN600-DN2600mm环刚度高，结构性能好 |
| 缺点 | 需干燥环境，不能带水作业不适用于严重变形管道修复后管径减小 | 接口处理复杂，密封性要求高表面较粗糙，过流能力相对较低设备复杂，成本较高 |
适用范围对比：
- UV-CIPP 适用范围：DN150-DN2000mm 的各类管道，适用于结构性和半结构性修复
- 螺旋缠绕法适用范围：DN600-DN2600mm 的大口径管道，适用于结构性修复
6.3 与短管内衬法对比
紫外光固化法与短管内衬法均为非开挖修复技术，但在工艺原理、材料特性和适用范围等方面存在差异。
工艺对比：
- 施工方法：UV-CIPP 采用拉入法，短管内衬法采用推入法
- 施工周期：UV-CIPP 单次修复长度长，短管内衬法需逐段施工
- 设备要求：UV-CIPP 设备简单，短管内衬法需专用顶推设备
- 施工条件：UV-CIPP 需干燥环境，短管内衬法可带水作业
材料对比：
- 材料类型：UV-CIPP 采用树脂和玻璃纤维软管，短管内衬法采用 PE 管或 PVC 管
- 材料性能：UV-CIPP 内衬管强度高，短管内衬管耐腐蚀性好
- 连接方式：UV-CIPP 无接口，短管内衬法有连接接口
性能对比：
- 力学性能：UV-CIPP 内衬管弯曲强度≥45MPa，短管内衬管环刚度≥8kN/m²
- 密封性：UV-CIPP 密封性好，短管内衬法接口处需密封处理
- 过流能力：UV-CIPP 内衬管表面光滑，过流能力强，短管内衬管表面较粗糙
- 耐久性：UV-CIPP 内衬管耐腐蚀性好，短管内衬管耐磨损性好
经济性对比：
- 材料成本：UV-CIPP 材料成本较高，短管内衬法材料成本较低
- 施工成本：UV-CIPP 施工成本较低，短管内衬法施工成本较高
- 综合成本：UV-CIPP 综合成本高于短管内衬法约 10-15%
优缺点对比： 表 10 UV-CIPP 与短管内衬法优缺点对比
表 10 UV-CIPP 与短管内衬法优缺点对比
| 项目 | UV-CIPP | 短管内衬法 |
| 优点 | 施工速度快，设备简单内衬管整体性好，密封性强表面光洁，过流能力强 | 可带水作业，适应性强施工工艺简单，技术成熟接口处理可靠 |
| 缺点 | 需干燥环境，不能带水作业不适用于严重变形管道修复后管径减小 | 接口多，密封性要求高过流能力相对较低需逐段施工，效率较低 |
适用范围对比：
- UV-CIPP 适用范围：DN150-DN2000mm 的各类管道，适用于结构性和半结构性修复
- 短管内衬法适用范围：DN200-DN1200mm 的管道，适用于局部或整体修复
6.4 与不锈钢双胀环法对比
紫外光固化法与不锈钢双胀环法均为非开挖修复技术，但在工艺原理、材料特性和适用范围等方面存在差异。
工艺对比：
- 施工方法：UV-CIPP 采用拉入法，不锈钢双胀环法采用现场安装
- 施工周期：UV-CIPP 单次修复时间短，不锈钢双胀环法需逐段安装
- 设备要求：UV-CIPP 设备简单，不锈钢双胀环法需专用胀环设备
- 施工条件：UV-CIPP 需干燥环境，不锈钢双胀环法可带水作业
材料对比：
- 材料类型：UV-CIPP 采用树脂和玻璃纤维软管，不锈钢双胀环法采用不锈钢板和橡胶圈
- 材料性能：UV-CIPP 内衬管强度高，不锈钢双胀环法结构强度高
- 连接方式：UV-CIPP 无接口，不锈钢双胀环法有机械连接
性能对比：
- 力学性能：UV-CIPP 内衬管弯曲强度≥45MPa，不锈钢双胀环法结构强度高
- 密封性：UV-CIPP 密封性好，不锈钢双胀环法靠橡胶圈密封
- 过流能力：UV-CIPP 内衬管表面光滑，过流能力强，不锈钢双胀环法对过流影响小
- 耐久性：UV-CIPP 内衬管耐腐蚀性好，不锈钢双胀环法耐腐蚀性好
经济性对比：
- 材料成本：UV-CIPP 材料成本较高，不锈钢双胀环法材料成本较高
- 施工成本：UV-CIPP 施工成本较低，不锈钢双胀环法施工成本较高
- 综合成本：UV-CIPP 综合成本低于不锈钢双胀环法约 15-20%
优缺点对比： 表 11 UV-CIPP 与不锈钢双胀环法优缺点对比
表 11 UV-CIPP 与不锈钢双胀环法优缺点对比
| 项目 | UV-CIPP | 不锈钢双胀环法 |
| 优点 | 施工速度快，设备简单内衬管整体性好，密封性强表面光洁，过流能力强 | 可带水作业，适应性强施工工艺简单，技术成熟对管道变形适应性强 |
| 缺点 | 需干燥环境，不能带水作业不适用于严重变形管道修复后管径减小 | 接口多，密封性要求高结构占用空间大长期性能有待验证 |
适用范围对比：
- UV-CIPP 适用范围：DN150-DN2000mm 的各类管道，适用于结构性和半结构性修复
- 不锈钢双胀环法适用范围：DN800mm 以上的大口径管道，适用于局部修复
6.5 综合技术经济分析与选择建议
通过对紫外光固化法与其他非开挖修复技术的对比分析，可得出以下综合评价和选择建议。
综合技术经济评价： 表 12 非开挖修复技术综合评价
表 12 非开挖修复技术综合评价
| 评价指标 | UV-CIPP | CIPP 翻转法 | 螺旋缠绕法 | 短管内衬法 | 不锈钢双胀环法 |
| 施工效率 | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★☆☆☆ |
| 材料性能 | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ |
| 密封性 | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ |
| 过流能力 | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ |
| 耐久性 | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ |
| 经济性 | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ |
| 环境影响 | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ |
| 综合评分 | 34.5 | 28.5 | 24.5 | 21.5 | 25.5 |
选择建议： 根据管道状况、修复要求和工程条件，可按以下原则选择修复技术：
根据管道状况、修复要求和工程条件，可按以下原则选择修复技术：
按管径选择：
- DN150-DN600mm：优先选择 UV-CIPP，其次 CIPP 翻转法
- DN600-DN2000mm：优先选择 UV-CIPP 或螺旋缠绕法
- DN2000mm 以上：优先选择螺旋缠绕法或 CIPP 翻转法
按修复类型选择：
- 结构性修复：优先选择 UV-CIPP 或 CIPP 翻转法
- 半结构性修复：优先选择 UV-CIPP 或短管内衬法
- 局部修复：优先选择不锈钢双胀环法或短管内衬法
按管道状况选择：
- 干燥管道：优先选择 UV-CIPP 或 CIPP 翻转法
- 带水管道：优先选择螺旋缠绕法或不锈钢双胀环法
- 严重变形管道：优先选择不锈钢双胀环法或短管内衬法
按工程条件选择：
- 交通繁忙区域：优先选择 UV-CIPP，施工速度快，对交通影响小
- 环境敏感区域：优先选择 UV-CIPP，噪音低，污染少
- 工期紧张项目：优先选择 UV-CIPP，施工速度快
- 预算有限项目：优先选择短管内衬法或不锈钢双胀环法
复合修复方案： 在实际工程中，可根据管道状况和修复要求，采用复合修复方案：
在实际工程中，可根据管道状况和修复要求，采用复合修复方案：
- UV-CIPP + 局部修补：主管道采用 UV-CIPP 整体修复，局部严重缺陷采用不锈钢双胀环法修补
- 螺旋缠绕 + UV-CIPP：大口径管道采用螺旋缠绕法，支管连接采用 UV-CIPP
- 短管内衬 + UV-CIPP：严重变形管道采用短管内衬法，其他部分采用 UV-CIPP
七、国内相关标准与规范
7.1 国家标准与行业标准
紫外光固化修复技术在国内已形成较为完善的标准体系，主要包括国家标准、行业标准和地方标准。
主要国家标准：
- 《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》(CJJ/T 244-2021)：规定了城镇排水管道非开挖修复更新工程的设计、施工和验收要求
- 《地下无压排水管网非开挖修复用塑料管道系统 第 4 部分：原位固化内衬法》(GB/T 41666.4-2023)：规定了地下无压排水管网非开挖修复用原位固化内衬法的材料、设计、施工和验收要求
- 《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB 50268-2008)：规定了给水排水管道工程的施工及验收要求，包括非开挖修复部分
主要行业标准：
- 《排水管道紫外光固化修复技术规程》(T/CCIAT 008-2022)：中国建筑业协会发布的团体标准，规定了排水管道紫外光固化修复的技术要求
- 《城镇排水管道检测与评估技术规程》(CJJ 181-2012)：规定了城镇排水管道检测与评估的技术要求
- 《城镇排水管渠与泵站运行、维护及安全技术规程》(CJJ 68-2016)：规定了城镇排水管渠与泵站运行、维护及安全技术要求
标准体系特点：
- 系统性：形成了从检测评估、设计、施工到验收的完整标准体系
- 科学性：标准内容科学合理，符合工程实际
- 可操作性：标准规定具体明确，具有较强的可操作性
- 先进性：部分标准达到国际先进水平，如 GB/T 41666.4-2023
7.2 标准主要技术内容
国内紫外光固化修复相关标准主要包括以下技术内容：
材料标准：
- 软管材料：规定了软管的材料、结构、尺寸和性能要求
- 树脂材料：规定了树脂的类型、性能和固化要求
- 内衬管性能：规定了内衬管的力学性能、密封性能和耐久性要求
设计标准：
- 修复类型：规定了结构性修复、半结构性修复和非结构性修复的适用条件
- 厚度计算：提供了内衬管厚度的计算方法和参考值
- 荷载计算：规定了内衬管设计荷载的确定方法
- 过流能力：规定了修复后管道过流能力的要求
施工标准：
- 施工准备：规定了施工前的准备工作和技术要求
- 软管拉入：规定了软管拉入的工艺参数和质量要求
- 充气固化：规定了充气压力、固化温度和时间等参数
- 质量控制：规定了施工过程中的质量控制要求
验收标准：
- 材料验收：规定了材料进场验收的要求
- 过程验收：规定了施工过程中的验收要求
- 竣工验收：规定了竣工验收的内容和标准
- 质量评定：规定了修复工程质量评定的方法和标准
7.3 国内外标准对比分析
通过对比国内外紫外光固化修复标准，可总结出以下异同点：
相同点：
- 材料要求：国内外标准均对软管、树脂等材料提出了明确的性能要求
- 设计原则：均强调修复后管道的结构安全和使用功能
- 施工工艺：对软管拉入、充气固化等关键工艺的要求基本一致
- 验收标准：均要求对修复后的管道进行外观检查、厚度测量和密封性测试
不同点：
- 标准体系：国外标准体系更为完善，涵盖材料、设计、施工、验收等各个方面；国内标准正在逐步完善
- 技术参数：部分技术参数存在差异，如内衬管厚度计算方法、安全系数等
- 验收要求：国外标准对某些指标的要求更为严格，如内衬管的弯曲强度要求
- 适用范围：国外标准适用范围更广，包括压力管道和无压管道；国内标准主要针对无压排水管道
标准差异分析： 表 13 国内外紫外光固化修复标准主要差异
表 13 国内外紫外光固化修复标准主要差异
| 项目 | 中国标准 | 美国标准 (ASTM) | 欧洲标准 (CEN) |
| 适用范围 | 主要针对无压排水管道 | 包括压力管道和无压管道 | 包括压力管道和无压管道 |
| 内衬管弯曲强度要求 | ≥45MPa | ≥69MPa | ≥50MPa |
| 安全系数 | 1.5-2.0 | 2.0-2.5 | 2.0-3.0 |
| 固化度要求 | 表面无粘性 | 固化度≥95% | 固化度≥95% |
| 密封性测试 | 闭水试验或闭气试验 | 气压试验 | 气压试验 |
| 验收标准 | 外观、厚度、密封性、力学性能 | 外观、厚度、密封性、力学性能、长期性能 | 外观、厚度、密封性、力学性能、长期性能 |
标准发展趋势：
- 国际化：国内标准正逐步与国际标准接轨，提高标准的国际化水平
- 精细化：标准内容将更加精细化，针对不同类型的管道和修复要求制定更详细的规定
- 性能化：从传统的规范型标准向性能型标准转变，更注重修复后的实际性能
- 全生命周期：从注重施工质量向全生命周期管理转变，关注修复后的长期性能
7.4 标准应用与实施建议
为更好地应用和实施紫外光固化修复相关标准，提出以下建议：
标准应用建议：
- 综合应用：综合应用国家标准、行业标准和地方标准，确保修复工程符合各项要求
- 因地制宜：根据工程所在地的特点和要求，选择合适的标准
- 注重配套：注重与相关标准的配套应用，如检测评估标准、施工安全标准等
- 动态更新：关注标准的更新动态，及时采用最新标准
标准实施建议：
- 加强宣贯：加强对标准的宣贯和培训，提高从业人员对标准的理解和应用能力
- 完善细则：制定标准实施细则，细化标准要求，提高标准的可操作性
- 强化监督：加强对标准实施的监督检查，确保修复工程符合标准要求
- 反馈改进：及时反馈标准实施过程中发现的问题，促进标准的不断完善
标准创新建议：
- 结合国情：结合中国国情和工程实践，创新标准内容和要求
- 鼓励创新：鼓励新技术、新材料、新工艺的应用，促进标准的创新发展
- 产学研结合：促进产、学、研结合，共同推动标准的创新和发展
- 国际合作：加强国际合作，参与国际标准的制定，提高中国标准的国际影响力
八、结论与展望
8.1 技术总结与评价
紫外光固化法作为一种先进的非开挖管道修复技术，已在国内得到广泛应用，并取得了良好的工程效果。
技术优势总结：
- 非开挖施工：无需开挖路面，减少对交通和环境的影响，社会效益显著(6)
- 施工效率高：单次修复距离长，固化速度快，大幅缩短施工周期(7)
- 修复质量好：内衬管强度高，密封性好，表面光洁，过流能力强(2)
- 材料性能优：采用高性能树脂和玻璃纤维材料，具有优异的力学性能和耐久性
- 适应性强：适用于不同管径、不同材质、不同形状的管道修复(4)
技术局限性总结：
- 适用条件限制：需干燥环境，不能带水作业，对管道预处理要求高
- 技术要求高：材料选择、施工参数控制等技术要求高，需专业技术人员操作
- 修复后管径减小：内衬管会减小管道内径，可能影响过流能力
- 成本较高：材料和设备成本较高，一次性投资大
技术适用性评价： 紫外光固化法是一种技术成熟、质量可靠、经济合理的非开挖修复技术，特别适合于 DN150-DN2000mm 的排水管道修复。在干燥、交通繁忙、环境敏感的区域，紫外光固化法具有明显的技术优势。对于带水、严重变形或超大口径的管道，可考虑与其他修复技术联合使用。
紫外光固化法是一种技术成熟、质量可靠、经济合理的非开挖修复技术，特别适合于 DN150-DN2000mm 的排水管道修复。在干燥、交通繁忙、环境敏感的区域，紫外光固化法具有明显的技术优势。对于带水、严重变形或超大口径的管道，可考虑与其他修复技术联合使用。
8.2 工程应用建议
基于紫外光固化法的技术特点和应用经验，提出以下工程应用建议：
设计建议：
- 全面检测评估：修复前应对管道进行全面检测评估，为设计提供可靠依据
- 合理选择修复类型：根据管道损坏程度和使用要求，合理选择结构性修复或半结构性修复
- 优化厚度设计：内衬管厚度应根据计算确定，避免盲目增加厚度导致过流能力下降
- 考虑长期性能：设计中应考虑内衬管的长期性能，确保修复后的管道满足设计使用年限要求
施工建议：
- 加强预处理：加强管道预处理，确保管道内表面洁净、无尖锐物
- 严格控制参数：严格控制拉入速度、充气压力、固化温度等关键参数
- 强化过程控制：加强施工过程中的质量控制，及时发现和处理问题
- 做好施工记录：详细记录施工过程中的各项参数和情况，为验收和评估提供依据
质量控制建议：
- 材料质量控制：加强材料进场检验，确保材料质量符合要求
- 施工过程控制：加强施工过程中的质量检查，及时发现和处理问题
- 成品质量检验：严格按照标准要求进行成品质量检验，确保修复质量符合要求
- 验收标准执行：严格执行验收标准，确保修复工程质量
维护管理建议：
- 定期检测评估：定期对修复后的管道进行检测评估，及时发现和处理问题
- 加强日常维护：加强修复后管道的日常维护，延长使用寿命
- 建立维护档案：建立修复管道的维护档案，为后续维护提供参考
- 制定应急预案：制定修复管道的应急预案，应对突发事件
8.3 未来发展方向
紫外光固化修复技术未来发展趋势主要体现在以下几个方面：
材料技术发展：
- 高性能材料：开发更高强度、更耐腐蚀、更耐磨损的新型材料
- 环保材料：开发环保型树脂材料，减少环境污染
- 智能材料：开发具有自修复、自监测功能的智能材料
- 低温固化材料：开发可在低温环境下快速固化的材料，拓展应用范围
设备技术发展：
- 智能化设备：开发自动化程度更高、操作更简便的智能化设备
- 小型化设备：开发体积更小、重量更轻的便携式设备，适应狭窄空间施工
- 高效固化设备：开发固化效率更高、能耗更低的紫外光固化设备
- 多功能设备：开发集检测、修复、监测于一体的多功能设备
工艺技术发展：
- 带水修复技术：开发可在带水条件下进行紫外光固化修复的技术
- 大口径管道修复技术：开发适用于大口径管道的紫外光固化修复技术
- 复杂条件修复技术：开发适用于复杂地质条件和环境条件的修复技术
- 快速修复技术：开发固化速度更快、施工周期更短的快速修复技术
标准体系发展：
- 完善标准体系：完善紫外光固化修复技术的标准体系，覆盖设计、施工、验收等全过程
- 提高标准水平：提高标准的技术水平，与国际先进标准接轨
- 细化标准内容：细化标准内容，针对不同类型的管道和修复要求制定更详细的规定
- 强化标准实施：强化标准的实施和监督，确保标准的有效执行
8.4 结语
紫外光固化法作为一种先进的非开挖管道修复技术，已在国内得到广泛应用，并取得了良好的工程效果。该技术具有施工速度快、修复质量好、环境影响小等优势，特别适合于城市排水管道的修复。随着材料技术、设备技术和工艺技术的不断发展，紫外光固化修复技术将在更广泛的领域得到应用，并为城市基础设施的维护和更新提供更有效的技术支持。
在未来的工程实践中，应继续加强紫外光固化修复技术的研究和应用，不断提高技术水平和工程质量，为城市排水系统的安全运行和可持续发展做出更大贡献。同时，应注重与其他非开挖修复技术的结合，形成互补优势，为不同类型的管道修复提供更全面的解决方案。
总之，紫外光固化修复技术作为非开挖修复技术的重要组成部分，将在城市排水管道修复领域发挥越来越重要的作用，为城市的可持续发展提供有力保障。
参考资料
[1] 科技治理管道非开挖CIPP紫外光固化修复.协助排水管道流畅_管网_检测_系统 https://m.sohu.com/a/886290037_120693612/
[2] 排水管道紫外光固化法修复技术及常见质量问题 http://www.zkpipe.com/newsinfo.asp?Cla=31&thex=1602
[3] 排水管道紫外光固化修复施工和验收技 术规程(pdf) http://www.zgjzy.org.cn:8080/file/upload/2022/06/24/1656051266757.pdf
[4] 城镇排水管道工程非开挖修复技术规程 Technical codes for trenchless rehabilitation of urban drainage(pdf) https://www.ttbz.org.cn/upload/file/20250319/6387799758351325739212385.pdf
[5] 排水管道紫外光固化修复施工及验收规范-20250702.docx - 人人文库 https://m.renrendoc.com/paper/437829521.html
[6] 上海浦东修复下水管道-市政管道点状树脂修复-排水管道紫外光固化修复_方法_软管_技术 https://m.sohu.com/a/869365196_121378201/
[7] 排水管道UV CIPP技术 Star in liner S3000 上海锋泰建筑设备有限公司 https://www.18show.cn/zt200132338/Product_2064254604.html
[8] UV Liner Trenchless Techniques for Rehabilitation of Existing Sewers in Singapore | 20th Pipeline Technology Conference https://www.pipeline-conference.com/abstracts/uv-liner-trenchless-techniques-rehabilitation-existing-sewers-singapore
[9] CIPP With UV Curing The Best Choice In Sewer Rehabilitation http://www.linkedin.com/pulse/cipp-uv-curing-best-choice-sewer-rehabilitation-ratish-choudhary
[10] 基于UV-LED固化的排水管道内衬修复材料及性能研究 https://m.zhangqiaokeyan.com/academic-degree-domestic_mphd_thesis/0203114171600.html
[11] 紫外光固化技术用于城市排水管道修复 http://m.qikan.cqvip.com/Article/ArticleDetail?id=7108653804
[12] 排水管道热塑成型法修复工程案例分析 http://m.qikan.cqvip.com/Article/ArticleDetail?id=7112946639
[13] 紫外式管道原位固化修复工程验收建议 http://m.qikan.cqvip.com/Article/ArticleDetail?id=7113152483
[14] 城市排水管道非开挖紫外光原位固化法施工技术 http://m.qikan.cqvip.com/Article/ArticleDetail?id=7113331929
[15] 紫外光固化技术在城市污水管道修复工程中的应用 http://epub.cqvip.com/articledetail.aspx?id=1000004301946
[16] 玻纤结构对紫外光固化修复复合材料力学性能提升机制研究 http://d.wanfangdata.com.cn/thesis/Y4347966
[17] 紫外光原位固化修复材料及设备研究应用 http://epub.cqvip.com/articledetail.aspx?id=1000004052786
[18] 城镇排水管道CIPP紫外光固化修复技术工程应用 https://m.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_water-wastewater-engineering_thesis/02012154354132.html
[19] 城市排水管道缺陷统计分析及修复 https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/tzjg202405015
[20] CIPP紫外光固化修复技术研究 http://m.qikan.cqvip.com/Article/ArticleDetail?id=7113242348
[21] 紫外光固化修复技术的质量控制 http://m.qikan.cqvip.com/Article/ArticleDetail?id=7111866716